Warmteoverdrachtscoefficient voor straling

Ramon stelde deze vraag op 04 oktober 2007 om 16:25.

Beste natuurkundigen,

De vergelijking voor de warmteoverdrachtscoefficient voor straling is als volgt:

hr = e · sigma · (Te + Tm) · (Te² + Tm²)

Hierbij is e de emissiefactor en sigma de constante van Boltzmann (6,67·10^-8 W/m²K^4)


De totale warmteoverdrachtscoefficient ht is als volgt:

ht = hr + hc

Hierbij is hc de warmteoverdrachtscoefficient door convectie.

Ik kan echter geen begin vinden bij het afleiden van deze vergelijking. Hopelijk kan iemand mij een zetje in de juiste richting geven.

Mvg,

Ramon

Reacties

Ramon op 04 oktober 2007 om 18:01

Excuses voor de onduidelijkheid, de vergelijking voor de warmteoverdrachtscoefficient voor straling (hr) moet ik afleiden, niet de andere vergelijking.

Bert op 04 oktober 2007 om 18:56

Beste Ramon,

volgens de wet van Stefan-Boltzman geldt:

P= e · sigma · (Te^4 - Tm^4)

Volgens de definitie van hr geld: P = hr.dT ( met dT=Te - Tm ),

Hieruit volgt: hr =  e · sigma · (Te^4 - Tm^4)/(Te - Tm).

Door nu twee maal achtereenvolgens gebruik te maken  van het feit dat a^2-b^2=(a-b)(a+b) kun je het gevraagde bewijzen.

Succes!

Bert 

Ramon op 04 oktober 2007 om 19:36

Mijn handleiding geeft de onderstaande vergelijking. Deze lijkt sterk op de wet van Boltzmann, er zit echter een factor A (oppervlakte) in. Die is echter weggelaten in de vergelijking in je reactie daarnet. Dit is denk ik dan ook de reden dat ik tot nu toe dat ik de opgave niet heb kunnen oplossen. Mag ik deze A gewoon weglaten of moet ik toch via berekeningen laten zien hoe deze verdwenen is?

Vergelijking uit de handleiding:

Qr = e · σ · A · (Te4 – Tm4)

Bert op 04 oktober 2007 om 20:38

Beste Ramon,

naar die factor A heb ik niet precies gekeken. Eerlijk gezegd weet ik niet hoe hr in jouw handleiding gedefinieerd is. Staat er misschien: Q = hr.A.dT ? Dan is de kwestie opgelost, lijkt me.

Bert 

Ramon op 04 oktober 2007 om 20:47

Ik vroeg me maar af waarom dat die factor soms wordt weggelaten en soms niet. In de handleiding staat de Boltzmann vergelijking MET de factor A. Deze valt inderdaad makkelijk weg te werken.

Tot slot even voor de compleetheid, indien andere mensen misschien naar dit soort vragen op zoek zijn, mijn oplossing:

hr = e · σ · (Te + Tm) · (Te2 + Tm2)

Deze formule kan na enkele omschrijvingen worden ingevuld in de formule voor Qr:
(Te4 – Tm4) = (Te2 + Tm2) · (Te2 - Tm2) = (Te2 + Tm2) · (Te + Tm) · (Te – Tm)
Qr = e · σ · A · (Te4 – Tm4) = hr · A · (Te – Tm)

Hieruit volgt dat:
hr = e · σ ·  (Te4 – Tm4) / (Te – Tm)

Vervolgens wordt twee maal gebruik gemaakt van de regel A2 – B2 = (A - B) · (A + B):
hr = e · σ · (Te2 – Tm2) · (Te2 + Tm2) / (Te – Tm)
hr = e · σ · (Te + Tm) · (Te2 + Tm2) · (Te – Tm) / (Te – Tm)

De factor (Te – Tm) / (Te – Tm) is gelijk aan 1 en de volgende vergelijking volgt hieruit:
hr = e · σ · (Te + Tm) · (Te2 + Tm2)

Zo lijkt alles te kloppen. Hopelijk heb ik geen domme fouten gemaakt.

Bert op 04 oktober 2007 om 21:22

Beste Ramon,

zo klopt het helemaal!

Bert 

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Noortje heeft dertien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)